CN117378039A - 用于检测在接合工具上的颗粒污染的系统及方法 - Google Patents
用于检测在接合工具上的颗粒污染的系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117378039A CN117378039A CN202280037287.8A CN202280037287A CN117378039A CN 117378039 A CN117378039 A CN 117378039A CN 202280037287 A CN202280037287 A CN 202280037287A CN 117378039 A CN117378039 A CN 117378039A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- bonded wafer
- stress
- wafer
- wafer pair
- free shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 46
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title description 11
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 53
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 15
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 claims description 10
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 138
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000013527 convolutional neural network Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013135 deep learning Methods 0.000 description 2
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000000306 recurrent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
- G01B11/2441—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures using interferometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B9/00—Measuring instruments characterised by the use of optical techniques
- G01B9/02—Interferometers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
一种晶片形状计量系统包含经配置以对经接合晶片对执行一或多个无应力形状测量的晶片形状计量子系统,其中所述经接合晶片对使用接合工具接合。所述晶片形状计量子系统包含通信地耦合到所述晶片形状计量子系统的控制器。所述控制器经配置以接收来自所述晶片形状子系统的无应力形状测量;将所述无应力形状测量转换为覆盖失真图案;检测所述经接合晶片对中的一或多个局部偏差以便识别在所述接合工具上的一或多个污染颗粒;且报告所述经接合晶片对中的所述一或多个局部偏差。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35 U.S.C.§119(e)规定要求2021年7月28日提交的第63/226,642号美国临时申请案的权利,所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开大体上涉及半导体晶片形状计量,且更特定来说,涉及一种用于使用晶片形状计量检测在接合工具上的颗粒污染的系统及方法。
背景技术
光刻扫描仪的卡盘上的颗粒污染是晶片制造中的众所周知的问题。卡盘上存在颗粒可引起成像问题(由于离焦成像)以及局部覆盖问题。有鉴于此,扫描仪通常使用晶片调平计量结合算法来基于阈值检测局部偏差。类似于扫描仪的情况,接合器上的颗粒污染引入经接合晶片对中在颗粒位置处的局部覆盖失真,这对于经接合芯片的良率不利。在光刻扫描仪的情况中通常将使用的计量方法(例如调平)在接合器上不可用。因此,将可期望提供一种允许检测在接合装置上的颗粒污染的系统及方法。
发明内容
根据本公开的一或多个实施例,公开一种晶片形状计量系统。在一个说明性实施例中,所述系统经配置以对经接合晶片对执行一或多个无应力形状测量,其中所述经接合晶片对使用接合工具接合。在另一说明性实施例中,所述系统包含通信地耦合到晶片形状计量子系统的控制器。在另一说明性实施例中,所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器。在另一说明性实施例中,所述组程序指令经配置以引起所述一或多个处理器接收所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为覆盖失真图案。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器检测所述经接合晶片对上的一或多个局部偏差以识别在接合器工具上的一或多个污染颗粒。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器报告所述经接合晶片对上的所述一或多个局部偏差。
根据本公开的一或多个实施例,公开一种系统。在一个说明性实施例中,所述系统包含经配置以接收来自晶片形状计量子系统的形状测量的控制器。在另一说明性实施例中,所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器。在另一说明性实施例中,所述组程序指令经配置以引起所述一或多个处理器接收所述经接合晶片对的所述一或多个无应力测量。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为覆盖失真图案。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器检测所述经接合晶片对上的一或多个局部偏差以识别在接合器工具上的一或多个污染颗粒。在另一说明性实施例中,所述一或多个处理器报告所述经接合晶片对上的所述一或多个局部偏差。
根据本公开的一或多个实施例,公开一种方法。在一个说明性实施例中,所述方法可包含但不限于获取经接合晶片对的一或多个无应力形状测量。在另一说明性实施例中,所述方法可包含但不限于将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为覆盖失真图案。在另一说明性实施例中,所述方法可包含但不限于检测所述经接合晶片对上的一或多个局部偏差以识别在接合器工具上的一或多个污染颗粒。在另一说明性实施例中,所述方法可包含但不限于报告所述经接合晶片对上的所述一或多个局部偏差。
应理解,前文概述及下文详细描述两者仅是示范性及说明性的且未必限制如主张的本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与概述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更好理解本公开的许多优点。
图1说明根据本公开的一或多个实施例的晶片形状计量系统的简化框图;
图2说明根据本公开的一或多个实施例的接合器工具的透视图,其中接合器工具包含污染颗粒;
图3说明根据本公开的一或多个实施例的由图2的污染颗粒引入的局部失真的覆盖失真图案;及
图4说明描绘根据本公开的一或多个实施例的检测经接合后晶片对上的局部失真的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考在附图中说明的所公开标的物。已关于某些实施例及其特定特征特别展示且描述本公开。将本文中阐述的实施例视为说明性而非限制性。所属领域的一般技术人员应容易了解,可作出形式及细节上的各种改变及修改而不脱离本公开的精神及范围。
大体上参考图1到4,说明根据本公开的一或多个实施例的用于检测颗粒污染的系统及方法。
本公开的实施例涉及检测由在接合装置上的颗粒污染引起的经接合晶片中的机械变形。本公开的实施例可利用对接合后晶片对执行的形状测量。本公开的实施例可将从接合后晶片对收集的形状数据转换为覆盖失真图案。形状数据到失真图案的转换可由机器学习算法及/或机械模型实行。本公开的实施例可检测接合后晶片对上的局部偏差且向用户报告局部偏差。
机械变形可起因于出现在接合器或接合工具的下卡盘上的污染颗粒。下卡盘上的污染颗粒可引起下晶片在接合工艺期间顺应于颗粒。上晶片也可顺应于污染颗粒,从而产生局部失真且因此,即使在已从接合器移除晶片之后仍保留的永久失真可存在于经接合晶片中。通常来说,通过在数个晶片上的同一位置中检测的热点识别卡盘污染。如果认为太不利,那么接合器可关闭且可启动卡盘清洁程序以移除颗粒污染。
本公开的实施例可经实施以实现在晶片到晶片接合工艺(例如,混合或熔融接合)之后两个晶片上的紧密覆盖要求。例如,本公开的实施例可用于检测在以下中涉及的晶片到晶片接合工艺中的覆盖失真:图像传感器的制造(例如,背光式图像传感器技术);3DNAND技术,其中将装置晶片及存储器晶片接合在一起;及逻辑装置中的背侧电源轨工艺,其中将装置晶片接合到载体晶片。在全部这些实例中,存在严格覆盖容限要求。在图像传感器及3DNAND技术中,实施覆盖要求以确保一个晶片上的Cu垫到另一晶片上的Cu垫之间的可靠连接用于直接电连接。在背侧电源轨技术的情况中,给定扫描仪的典型校正能力(例如,每场校正(CPE)校正),可期望实现低晶片失真以确保贯穿硅通孔的后续光刻曝光可实现所需覆盖容限。
用于检测接合后晶片上的局部失真302的工艺可包含但不限于以下:i)对接合后晶片对执行晶片形状计量步骤;ii)经由算法(例如,机器学习算法或机械模型)将形状数据转换为失真图案;及iii)经由阈值算法检测局部失真302。
图1说明根据本公开的一或多个实施例的用于接合后覆盖计量的晶片形状计量系统100的简化框图。
在实施例中,系统100包含晶片形状计量子系统102。晶片形状计量子系统102可包含此项技术中已知的能够获取来自接合后晶片对110c的一或多个形状参数的任何晶片几何形状工具或系统。应理解,术语“接合后晶片对”110c也应被解释为包含“经接合后晶片对”、“经接合晶片对”、“经接合晶片”及类似者。
在实施例中,晶片形状计量子系统102可包含经配置以对接合后晶片对110c执行一或多个计量及/或特性化工艺的干涉仪子系统。通过另一实例,晶片形状计量子系统102可包含经配置以对经接合后晶片对110c的相对侧执行测量的双干涉仪系统(例如,双斐索(Fizeau)干涉仪)。例如,晶片形状计量子系统102可包含经配置以产生第一照明光束101a以便对第一晶片110a的表面执行一或多个测量的第一干涉仪子系统105a,及经配置以产生第二照明光束101b以便对与第一晶片110a相对的第二晶片110b的表面执行一或多个测量的第二干涉仪子系统105b。晶片计量子系统102可包含图案化晶片几何形状(PWG)工具,例如由KLA INC生产的PWG工具。在以下专利中大体上描述用于晶片特性化的干涉测量的使用:2003年3月20日提交的第6,847,458号美国专利;2011年10月27日提交的第8,949,057号美国专利;及2013年1月15日提交的第9,121,684号美国专利,所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。
应注意,双侧干涉测量(例如PWG工具)对于在本公开的上下文中的实施可尤其有用。例如,PWG工具可收集与厚度及/或厚度的改变相关的信息,所述信息可被输入到本公开的机器学习算法及/或机械模型中。此外,PWG工具可包含高分辨率及全映射能力,这由于由污染颗粒引起的失真的典型小尺寸(例如,1毫米或更小)是有利的。另外,双侧测量在一个表面具有使测量不可靠的属性的情况下提供灵活性。此外,双侧测量允许来自两个测量的形状信息的平均化,从而改进可靠性。
本文中应注意,本公开的范围不限于PWG实施方案的双干涉仪系统,且可经扩展以涵盖此项技术中已知的工具的任何晶片计量系统,包含但不限于单侧干涉仪系统。
在实施例中,系统100可包含通信地耦合到晶片形状计量子系统102的检测器输出的控制器104。控制器104可经配置以执行存储在存储器108中的一组程序指令。所述组程序指令可经配置以引起一或多个处理器106实行本公开的各种步骤及过程。
在实施例中,晶片形状计量子系统102可经配置以在处于无应力或接近无应力状态中时对经接合后晶片对110c执行晶片形状测量。为了本公开的目的,术语“无应力”应被解释为表示具有从外部源施加到晶片的较少力的配置。术语“无应力”可替代地被解释为“独立”。在外部应力被移除的情况下,通常通过存在于晶片的前侧上的应力层或由于由接合工艺强加的应力而引发从平坦晶片形状的残余偏差。应注意,由存在于晶片上的层引起的这些应力被解释为内部应力。在此意义上,晶片的“形状”是“自然形状”(即,裸晶片形状)及由晶片的任一表面(例如薄膜)上的内部应力引起的形状的组合。
在实施例中,第一晶片110a及第二晶片110b可经历经由接合器(未展示)的接合工艺以形成接合后晶片对110c。晶片计量子系统102可对接合后晶片对110c执行形状测量且接着经由数据信号103将形状测量数据传输到控制器104。
在实施例中,在接合工艺之后,控制器104将接合后晶片对110c的经测量形状信息转换为特性化局部形状特性的局部形状参数。例如,这些参数可包含使用不同机械模型的平面内位移的预测的形状的部分第一及第二导数。例如,局部形状参数可包含但不限于局部形状曲率(LSC)及/或平面内失真(IPD)。
应注意,在于2021年1月28日提交的第17/161,369号美国专利申请案中详细描述确定接合后覆盖失真图案的额外或替代实施例,所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
在实施例中,由控制器104执行的第一算法包含机器学习算法。由控制器104应用的机器学习算法可包含此项技术中已知的任何机器学习算法,包含但不限于深度学习算法。例如,深度学习算法可包含但不限于神经网络(例如,卷积神经网络(CNN)、生成对抗网络(GAN)、递归神经网络(RNN)等)。在此实施例中,控制器104从接合后晶片对110c的晶片形状数据提取多个参数。例如,控制器104可在局部基础上产生接合后晶片对110c的IPD、Gen4(其包含形状转覆盖转换算法)及类似者。接着,控制器104可使用任何这些经产生参数作为到机器学习算法中的输入。例如,在神经网络的情况中,控制器104可在局部基础上产生接合后晶片对110的IPD、Gen4及类似者且接着将这些度量输入到神经网络中。
控制器104的一或多个处理器106可包含此项技术中已知的任何处理器或处理元件。为了本公开的目的,术语“处理器”或“处理元件”可被广泛地定义以涵盖具有一或多个处理或逻辑元件(例如,一或多个微处理器装置、一或多个专用集成电路(ASIC)装置、一或多个场可编程门阵列(FPGA)或一或多个数字信号处理器(DSP))的任何装置。在此意义上,一或多个处理器106可包含经配置以执行算法及/或指令(例如,存储在存储器中的程序指令)的任何装置。
在实施例中,一或多个处理器106可体现为桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、平行处理器、联网计算机或经配置以执行程序(其经配置以操作计量系统100或结合计量系统100操作)的任何其它计算机系统,如贯穿本公开所描述。再者,系统100的不同子系统可包含适用于实行本公开中描述的步骤的至少一部分的处理器或逻辑元件。因此,上文的描述不应被解释为对本公开的实施例的限制而仅为说明。此外,贯穿本公开描述的步骤可通过单个控制器或替代地多个控制器实行。另外,控制器104可包含容置于共同外壳中或多个外壳内的一或多个控制器。以此方式,任何控制器或控制器的组合可被分开地封装为适用于集成到计量系统100中的模块。此外,控制器104可分析从晶片计量子系统102接收的数据且将数据馈送到计量系统100内或计量系统100外部的额外组件。
存储器媒体108可包含此项技术中已知的适用于存储可由相关联的一或多个处理器106执行的程序指令的任何存储媒体。例如,存储器媒体108可包含非暂时性存储器媒体。通过另一实例,存储器媒体108可包含但不限于只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁性或光学存储器装置(例如,磁盘)、磁带、固态硬盘及类似者。应进一步注意,存储器媒体108可与一或多个处理器106一起容置于共同控制器外壳中。在一个实施例中,存储器媒体108可相对于一或多个处理器106及控制器104的物理位置远程定位。例如,控制器104的一或多个处理器106可存取可通过网络(例如,因特网、内联网及类似者)存取的远程存储器(例如,服务器)。
本文中应注意,所公开系统100的一或多个组件可以此项技术中已知的任何方式通信地耦合到系统的各种其它组件。例如,晶片计量子系统102、控制器104及用户接口可经由有线(例如,铜导线、光纤电缆及类似者)或无线连接(例如,RF耦合、IR耦合、数据网络通信(例如,WiFi、WiMax、3G、4G、4G LTE、5G、蓝牙及类似者))而通信地耦合到彼此及其它组件。
图2说明根据本公开的一或多个实施例的定位于接合器卡盘上的污染颗粒202的透视图。例如,此颗粒可能已存在于晶片110a的背侧上。通过另一实例,此颗粒可能已源自使用先前晶片且变得固定到接合器卡盘。污染颗粒202的存在可引发对经接合装置的性能的不利影响,如下文论述。污染颗粒202可引起一或多个局部失真302出现于接合后晶片对110c(图1中展示)中。例如,污染颗粒202可引起第一晶片110a顺应于污染颗粒202的形状。通过另一实例,在接合工艺期间,第二晶片110b也可顺应于污染颗粒202的形状,从而导致经接合后晶片对110c上的永久失真。通过另一实例,晶片110a、b的显著失真可引起晶片110b未能完全接合到晶片110a,因此,产生空隙。在任一情况中,即使在已从接合器移除经接合后晶片对110c之后,局部失真图案仍将保留。因此,可使用形状计量工具检测经接合对的显著形状改变。应理解,术语一或多个“局部失真”302也应被解释为包含“局部变形”、“局部偏差”及类似者。
图3说明根据本公开的一或多个实施例的由图2的污染颗粒202引入的局部失真302的覆盖失真图案300。在实施例中,经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300可由控制器104基于对经接合后晶片对110c执行的一或多个无应力形状测量产生。
在实施例中,可通过使用转换算法(例如,IPD)将一或多个无应力形状测量转换为经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300。如图3中所见,可产生显示,其由显示经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300以及一或多个覆盖失真图案300的长度的热图表示。例如,经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300可由经产生向量分布304表示。
在额外及/或替代实施例中,可使用长程模型(例如,W3F3型模型)模型化局部失真302以便检测跨整个经接合后晶片对110c的局部失真302热点。例如,长程模型可经配置以产生模型向量分布以在与实际经产生向量分布304相比时用作参考。更具体来说,可产生局部失真302的完整晶片向量图。可使用相当常用于描述光刻中的覆盖失真的向量图的长程模型描述经观察向量图。一个此模型是使用全局晶片位置X及Y以及在场坐标x,y内以描述覆盖分布的W3F3模型。指数指示模型的多项式阶数(在此情况中,3阶,但使用其它阶数,通常介于1阶到高达5阶之间)。更高阶多项式的使用通常增强算法对局部失真的灵敏度。此方法的益处包含相对于引起失真变动的其它机制更易于检测由污染引起的局部失真302。这接着增强识别局部失真302的能力。通过另一实例,可计算模型向量分布与实际经产生向量分布304之间的值改变。经计算的值改变可结合阈值算法使用以检测对向量的长度进行操作的局部失真302。从晶片图导出的不同度量可用于识别局部失真302的位置。例如,可使用向量的长度且将位置识别为失效位置。通过另一实例,可使用向量图自身的特征(signature),这是因为其通常形成局部“星状(starburst)图案”。本文中应注意,PWG工具的高分辨率及全映射能力在此情况中是有利的,这是因为这些失真的大小通常小于或等于一毫米。
图4说明根据本公开的一或多个实施例的检测经接合后晶片对上的特征之间的局部失真302的方法。本文中应注意,方法400的步骤可全部或部分通过晶片计量系统100实施。然而,应进一步认识到,方法400不限于晶片计量系统100,其中额外或替代系统级实施例可实行方法200的步骤的全部或部分。
在实施例中,可将第一晶片110a及第二晶片110b接合在一起以形成经接合后晶片对110c。例如,接合器(未描绘)可在晶片到晶片接合工艺中接合第一晶片110a及第二晶片110b。接合器可经配置用于混合晶片接合或熔融晶片接合。
在步骤402中,在接合工艺之后,对经接合后晶片对110c执行形状测量。例如,如图1中展示,晶片形状子系统102可用于对经接合后晶片对110c执行晶片形状测量。
在步骤404中,基于对经接合后晶片对110c执行的形状测量产生经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案。例如,控制器104可执行算法,所述算法将来自经接合后晶片对110c的形状信息转换为经接合后晶片对110c的一或多个覆盖失真图案。
在实施例中,步骤402的经测量形状信息可由控制器104转换为特性化局部形状特性的局部形状参数。此类参数的实例是局部形状曲率、IPD及此项技术中用于检测晶片失真的任何其它形状度量。
在步骤406中,经由算法移除中到长程覆盖变动。更具体来说,可使用失真图案标准覆盖模型(例如用于光刻模型化的失真图案标准覆盖模型)的完整晶片图。例如,可使用W3F3模型,其使用全局晶片位置X及Y以及在场坐标x,y内以描述覆盖分布。指数指示模型的多项式阶数。在此特定情况中,模型将失真图的x及y向量分量两者描述为晶片及场位置两者中最多三阶的多项式。此方法可允许相对于引起失真变动的其它机制更易于检测由污染颗粒202引起的相当局部的失真302。这接着增强识别局部失真302的能力。例如,移除中到长程覆盖变动可允许覆盖残余的产生。
在步骤408中,针对经接合后晶片对110c基于覆盖失真图案检测一或多个覆盖失真图案300中的一或多个局部偏差302。例如,检测经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300中的一或多个局部偏差302可允许识别在接合器工具上的一或多个污染颗粒202。
在实施例中,识别一或多个污染颗粒202在接合器工具上的位置。在此方面,经接合晶片对110c的一或多个覆盖失真图案300中的经检测的一或多个局部偏差302可用于确定一或多个污染颗粒202在接合器工具上的位置。在实施例中,可基于污染颗粒202在经接合晶片对110c的同一物理位置中的重新出现识别由接合器卡盘上的污染颗粒202引起的局部失真302。例如,每一新晶片可使用算法来从接合在卡盘上的先前晶片检索缺陷图且搜寻先前晶片在同一位置中已被识别(在指定容限半径内)的缺陷位置。例如,如果缺陷出现在3个依序经接合晶片110c上,那么可将接合器标记为需要校正动作(例如,卡盘清洁工艺)。已知接合器上的颗粒的位置(给定晶片被接合的定向,其可被直接转换为卡盘上的物理位置)可允许清洁接合器卡盘上的特定位置的集中努力。例如,控制器104可经配置以使一或多个覆盖失真图案300中的一或多个局部偏差302的位置与在接合器工具上的一或多个污染颗粒202的位置相关。
在步骤410中,可报告经接合晶片对110c上的一或多个局部偏差302。例如,在其中一或多个局部偏差302超过选定阈值的情况中,控制器104可向用户接口报告警报。通过另一实例,如果识别在接合器工具上的一或多个污染颗粒202,那么接合器工具可经配置以关闭(例如,控制器指示接合器工具自动关闭,用户关闭接合器工具或类似者)且可启动清洁程序以移除污染颗粒202。
所属领域的技术人员将认识到,本文中所描述的组件、操作、装置、对象及所附其论述为概念清晰起见而被用作实例,且考虑各种配置修改。因此,如在本文中使用,所阐述的特定范例及所附论述旨在表示其更一般类别。一般来说,任何特定范例的使用旨在表示其类别,且未包含特定组件、操作、装置及对象不应被视为限制性。
所属领域的技术人员将了解,存在可通过其实现本文中所描述的过程及/或系统及/或其它技术的各种工具(例如,硬件、软件及/或固件),且优选工具将随着其中部署所述过程及/或系统及/或其它技术的上下文而变动。例如,如果实施者确定速度及准确度是最重要的,那么实施者可选择主要硬件及/或固件工具;替代地,如果灵活性是最重要的,那么实施者可选择主要软件实施方案;或又再次替代地,实施者可选择硬件、软件及/或固件的某一组合。因此,存在可通过其实现本文中描述的过程及/或装置及/或其它技术的若干可能工具,其中的任何者本质上并不优于其它者,这是因为待利用的任何工具是取决于其中将部署工具的上下文及实施者的特定关注(例如,速度、灵活性或可预测性)的选择,所述上下文及特定关注中的任何者可能改变。
呈现先前描述以使所属领域的一般技术人员能够制造且使用如在特定应用及其要求的上下文中提供的本发明。如本文中所使用,例如“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”、“上”、“向上”、“下”、“向下”及“往下”的定向术语旨在出于描述目的而提供相对位置,且并不旨在指定绝对参考系。对所描述实施例的各种修改对于所属领域的技术人员而言将是显而易见的,且本文中所定义的一般原理可应用于其它实施例。因此,本发明并不旨在限于所展示及描述的特定实施例,而是应符合与本文中公开的原理及新颖特征一致的最广范围。
关于本文中对大体上任何复数及/或单数术语的使用,所属领域的技术人员可在适合于上下文及/或应用时从复数转变为单数及/或从单数转变为复数。为清楚起见,未在本文中明确阐述各种单数/复数置换。
本文中描述的全部方法可包含将方法实施例的一或多个步骤的结果存储在存储器中。结果可包含本文中描述的任何结果且可以此项技术中已知的任何方式存储。存储器可包含本文中描述的任何存储器或此项技术中已知的任何其它合适存储媒体。在已存储结果之后,结果可在存储器中存取且通过本文中描述的任何方法或系统实施例使用,经格式化用于显示给用户,由另一软件模块、方法或系统使用,及类似者。此外,结果可“永久地”、“半永久地”、“暂时地”存储或存储达某一时间段。例如,存储器可为随机存取存储器(RAM),且结果可能不一定无限期地保留于存储器中。
进一步经审慎考虑,上文描述的方法的实施例中的每一者可包含本文中描述的任何其它方法的任何其它步骤。另外,上文描述的方法的实施例中的每一者可通过本文中描述的任何系统执行。
本文中所描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应了解,此类所描绘的架构仅为示范性的,且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上,用以实现相同功能性的组件的任何布置经有效“相关联”使得实现所要功能性。因此,在本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”使得实现所要功能性,而无关于架构或中间组件。同样地,如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性,且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为“可耦合”到彼此以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含但不限于可物理配接及/或物理互动的组件及/或可无线互动及/或无线互动的组件及/或逻辑互动及/或可逻辑互动的组件。
此外,应了解,本发明由所附权利要求书定义。所属领域的技术人员将了解,一般而言,在本文中及尤其在所附权利要求书(例如,所附权利要求书的主体)中使用的术语一般旨在为“开放性”术语(例如,术语“包含(including)”应被解释为“包含但不限于”,术语“具有”应被解释为“至少具有”,术语“包含(includes)”应被解释为“包含但不限于”,及类似者)。所属领域的技术人员进一步将了解,如果预期特定数目个所介绍技术方案叙述,那么此意图将明确叙述在技术方案中,且在不存在此叙述的情况下不存在此意图。例如,为帮助理解,下文所附权利要求书可含有介绍性短语“至少一个”及“一或多个”的使用以介绍技术方案叙述。然而,不应将此类短语的使用解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”介绍技术方案叙述将含有此介绍技术方案叙述的任何特定技术方案限制于仅含有一个此叙述的发明,甚至在同一技术方案包含介绍性短语“一或多个”或“至少一个”及例如“一”或“一个”的不定冠词时也如此(例如,“一”或“一个”通常应被解释为表示“至少一个”或“一或多个”);用于介绍技术方案叙述的定冠词的使用同样如此。另外,即使明确叙述特定数目个所介绍技术方案叙述,所属领域的技术人员仍将认识到,此叙述通常应被解释为表示至少所叙述数目(例如,不具有其它修饰语的单纯叙述“两个叙述”通常表示至少两个叙述或两个或更多个叙述)。此外,在其中使用类似于“A、B及C等中的至少一者”的惯例的那些例子中,一般而言,在所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义上预期此构造(例如,“具有A、B及C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C及类似者的系统)。在其中使用类似于“A、B或C中的至少一者及类似者”的惯例的那些例子中,一般而言,在所属领域的技术人员将理解所述惯例的意义上预期此构造(例如,“具有A、B或C中的至少一者的系统”将包含但不限于仅具有A、仅具有B、仅具有C、同时具有A及B、同时具有A及C、同时具有B及C及/或同时具有A、B及C及类似者的系统)。所属领域的技术人员将进一步理解,事实上呈现两个或更多个替代术语的任何转折性词语及/或短语(不管在描述、权利要求书或附图中)应被理解为考虑包含术语中的一者、术语中的任一者或两个术语的可能性。例如,短语“A或B”将被理解为包含“A”或“B”或“A及B”的可能性。
相信,将通过前文描述理解本公开及其许多伴随优势,且将明白,在不脱离所公开的标的物或不牺牲所有其重大优势的情况下可对组件的形式、构造及布置做出各种改变。所描述形式仅为解释性,且下列权利要求书旨在涵盖及包含此类改变。此外,应了解,本发明由所附权利要求书定义。
Claims (21)
1.一种晶片形状计量系统,其包括:
晶片形状计量子系统,其经配置以对经接合晶片对执行一或多个无应力形状测量,其中所述经接合晶片对使用接合工具接合;及
控制器,其通信地耦合到所述晶片形状计量子系统,所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器,所述组程序指令经配置以引起所述一或多个处理器:
接收所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量;
将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为所述经接合晶片对的一或多个覆盖失真图案;
检测所述经接合晶片对中的一或多个局部偏差以识别在所述接合工具上的一或多个污染颗粒;及
报告所述经接合晶片对中的所述一或多个局部偏差。
2.根据权利要求1所述的系统,其中使用干涉测量技术对所述经接合晶片对执行所述一或多个无应力形状测量。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述一或多个覆盖失真图案包括覆盖模型化算法,其中所述覆盖模型化算法经配置以移除在长度上超过5mm的变动。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述一或多个无应力形状测量包括局部形状曲率(LSC)或平面内失真(IPD)中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述一或多个无应力形状测量被输入到机器学习算法中以将所述一或多个无应力形状测量转换为所述覆盖失真图案。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述覆盖失真图案由热图或经产生向量分布中的至少一者表示。
7.根据权利要求6所述的系统,其中通过获取模型向量分布与所述经产生向量分布之间的差值而计算残余向量分布。
8.根据权利要求7所述的系统,其中所述检测所述经接合晶片对中的一或多个局部偏差包括阈值算法,其中所述阈值算法对所述残余向量的长度进行操作。
9.根据权利要求8所述的系统,其中当所述残余向量的所述长度超过阈值时,报告所述一或多个局部偏差。
10.根据权利要求1所述的系统,其中所述一或多个处理器进一步经配置以确定所述一或多个局部偏差的位置,其中所述一或多个局部偏差的所述位置用于经由位置相关算法确定所述污染颗粒在所述接合工具上的位置。
11.一种系统,其包括:
控制器,其经配置以接收来自晶片形状计量子系统的一或多个无应力形状测量,其中所述控制器包含经配置以执行存储在存储器中的一组程序指令的一或多个处理器,其中所述组程序指令经配置以引起所述一或多个处理器:
接收经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量;
将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为所述经接合晶片对的一或多个覆盖失真图案;
检测所述经接合晶片对的所述一或多个覆盖失真图案中的一或多个局部偏差以识别在接合工具上的一或多个污染颗粒;及
报告所述经接合晶片对中的所述一或多个局部偏差。
12.根据权利要求11所述的系统,其中使用干涉测量技术对所述经接合晶片对执行所述一或多个无应力形状测量。
13.根据权利要求11所述的系统,其中机器学习算法用于移除中到长程覆盖变动,从而产生覆盖残余。
14.根据权利要求11所述的系统,其中所述一或多个无应力形状测量包括局部形状曲率(LSC)或平面内失真(IPD)中的至少一者。
15.根据权利要求14所述的系统,其中所述一或多个无应力形状测量被输入到机器学习算法中以将所述一或多个无应力形状测量转换为所述覆盖失真图案。
16.根据权利要求11所述的系统,其中所述覆盖失真图案由热图或经产生向量分布中的至少一者表示。
17.根据权利要求16所述的系统,其中通过获取模型向量分布与所述经产生向量分布之间的差值而计算残余向量分布。
18.根据权利要求17所述的系统,其中所述检测所述经接合晶片对中的一或多个局部偏差包括阈值算法,其中所述阈值算法对所述残余向量的长度进行操作。
19.根据权利要求18所述的系统,其中当所述残余向量的所述长度超过阈值时,报告所述一或多个局部偏差。
20.根据权利要求19所述的系统,其中所述一或多个处理器进一步经配置以确定所述一或多个局部偏差的位置,其中所述一或多个局部偏差的所述位置用于经由位置相关算法确定所述污染颗粒在所述接合工具上的位置。
21.一种方法,其包括:
获取经接合晶片对的一或多个无应力形状测量;
将所述经接合晶片对的所述一或多个无应力形状测量转换为所述经接合晶片对的一或多个覆盖失真图案;
检测所述经接合晶片对中的所述一或多个覆盖失真图案中的一或多个局部偏差以识别在接合工具上的一或多个污染颗粒;及
报告所述经接合晶片对中的所述一或多个局部偏差。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202163226642P | 2021-07-28 | 2021-07-28 | |
US63/226,642 | 2021-07-28 | ||
US17/589,704 | 2022-01-31 | ||
US17/589,704 US20230032406A1 (en) | 2021-07-28 | 2022-01-31 | System and method for detecting particle contamination on a bonding tool |
PCT/US2022/036745 WO2023009302A1 (en) | 2021-07-28 | 2022-07-12 | System and method for detecting particle contamination on a bonding tool |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117378039A true CN117378039A (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=85039462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280037287.8A Pending CN117378039A (zh) | 2021-07-28 | 2022-07-12 | 用于检测在接合工具上的颗粒污染的系统及方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230032406A1 (zh) |
EP (1) | EP4324024A1 (zh) |
JP (1) | JP2024529221A (zh) |
KR (1) | KR20240036503A (zh) |
CN (1) | CN117378039A (zh) |
TW (1) | TW202323763A (zh) |
WO (1) | WO2023009302A1 (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11829077B2 (en) | 2020-12-11 | 2023-11-28 | Kla Corporation | System and method for determining post bonding overlay |
US11782411B2 (en) | 2021-07-28 | 2023-10-10 | Kla Corporation | System and method for mitigating overlay distortion patterns caused by a wafer bonding tool |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2463892B1 (de) * | 2010-12-13 | 2013-04-03 | EV Group E. Thallner GmbH | Einrichtung, Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung von Ausrichtungsfehlern |
US20150069247A1 (en) * | 2012-04-17 | 2015-03-12 | Nanyang Technologial University | Method and system for real time inspection of a silicon wafer |
WO2016003575A2 (en) * | 2014-07-02 | 2016-01-07 | Applied Materials, Inc. | Localized stress modulation for overlay and epe |
CN104977816B (zh) * | 2015-08-05 | 2018-01-23 | 哈尔滨工业大学 | 基于Compact Particle Swarm Optimization算法的光刻机掩模台微动台的机械参数软测量方法 |
US10185800B2 (en) * | 2016-06-27 | 2019-01-22 | Kla-Tencor Corporation | Apparatus and method for the measurement of pattern placement and size of pattern and computer program therefor |
JP7180515B2 (ja) * | 2019-04-11 | 2022-11-30 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 |
US11829077B2 (en) * | 2020-12-11 | 2023-11-28 | Kla Corporation | System and method for determining post bonding overlay |
US11782411B2 (en) * | 2021-07-28 | 2023-10-10 | Kla Corporation | System and method for mitigating overlay distortion patterns caused by a wafer bonding tool |
US20230030116A1 (en) * | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Kla Corporation | System and method for optimizing through silicon via overlay |
-
2022
- 2022-01-31 US US17/589,704 patent/US20230032406A1/en active Pending
- 2022-06-13 TW TW111121774A patent/TW202323763A/zh unknown
- 2022-07-12 EP EP22850076.5A patent/EP4324024A1/en active Pending
- 2022-07-12 KR KR1020237040916A patent/KR20240036503A/ko unknown
- 2022-07-12 JP JP2023573188A patent/JP2024529221A/ja active Pending
- 2022-07-12 WO PCT/US2022/036745 patent/WO2023009302A1/en active Application Filing
- 2022-07-12 CN CN202280037287.8A patent/CN117378039A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20240036503A (ko) | 2024-03-20 |
TW202323763A (zh) | 2023-06-16 |
EP4324024A1 (en) | 2024-02-21 |
JP2024529221A (ja) | 2024-08-06 |
US20230032406A1 (en) | 2023-02-02 |
WO2023009302A1 (en) | 2023-02-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN117378039A (zh) | 用于检测在接合工具上的颗粒污染的系统及方法 | |
JP6042442B2 (ja) | ウェーハ幾何形状メトリックを用いるオーバーレイ及び半導体プロセス制御 | |
TWI625803B (zh) | 使用位元故障及虛擬檢測產生一種晶圓檢測程序 | |
TWI615910B (zh) | 以運行時設計資料之使用偵測晶圓上之缺陷 | |
US7213447B2 (en) | Method and apparatus for detecting topographical features of microelectronic substrates | |
TWI709726B (zh) | 特性化作為一半導體樣本之一測試樣本的方法及設備 | |
US9779202B2 (en) | Process-induced asymmetry detection, quantification, and control using patterned wafer geometry measurements | |
US11829077B2 (en) | System and method for determining post bonding overlay | |
JP2016009180A (ja) | マスク検査装置、マスク評価方法及びマスク評価システム | |
TWI761556B (zh) | 用於識別一晶圓上之損害缺陷之一來源之系統、方法及非暫時性電腦可讀媒體 | |
CN112908909B (zh) | 晶片存储器件、相关联方法和装置 | |
CN109923654A (zh) | 通过跨层图像相减的晶片噪声减少 | |
JP2024529824A (ja) | シリコン貫通ビアのオーバーレイを最適化するシステム及び方法 | |
Sakai et al. | Defect detection method using statistical image processing of scanning acoustic tomography | |
TWI807490B (zh) | 偵測探針磨耗率的裝置與方法 | |
JP2004325389A (ja) | 端部検査装置 | |
TW201907156A (zh) | 光學檢驗結果之計量導引檢驗樣品成形 | |
KR20120129302A (ko) | 웨이퍼 결함 고속 검사장치 | |
KR20190101415A (ko) | 다중-이미지 입자 검출 시스템 및 방법 | |
TWI703535B (zh) | 邊緣缺陷檢查方法 | |
KR102536608B1 (ko) | 후면 표면 거칠기를 전면 오버레이로 변환하기 위한 시스템 및 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |